碳纤维增强热塑性树脂基复合材料周铣过程中刀-工-屑热量分配比例计算与切削温度预测

碳纤维增强热塑性树脂基复合材料(简称“热塑性复材”)对温度变化敏感。针对碳纤维/聚醚醚酮(CF/PEEK)热塑性复材周铣加工过程,建立了包括各向异性材料塑性变形与刀-工-屑多面摩擦作用的复合热源模型,求解了以不同纤维方向切削热塑性复材时刀-工-屑的切削热量分配比例,最终构建了热塑性复材周铣温度预测模型,并由此分析了纤维方向、切削速度、进给量等工艺参数的影响。经实验验证,模型平均预测误差低于11.5%。结果表明:大角度切削时,流入工件的热量比例更高,导致铣削温度更高。随切削速度的增大,铣削温度先上升后下降,切削速度临界值在100 m/min附近;而随着进给量增加,铣削温度总体呈下降趋势,当进给量由0.01 mm/r增大到0.1 mm/r时,铣削温度下降40%以上。